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Title:
ABSORBENT POLYMER AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/112150
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a superabsorbent polymer exhibiting improved rewetting characteristics and excellent absorption characteristics, and a preparation method therefor. The method for preparing the superabsorbent polymer comprises the steps of: forming a base resin in which an acrylic acid-based monomer, of which at least a part of acidic groups is neutralized, and an internal cross-linking agent are cross-linked; and surface-modifying the base resin by heating the base resin in the presence of a surface cross-linking agent, wherein the internal cross-linking agent can comprise a polyol poly(meth)acrylate-based first internal cross-linking agent and a polyol polyglycidyl ether-based second internal cross-linking agent in a predetermined weight ratio.

Inventors:
KIM SU JIN (KR)
NAM DAE WOO (KR)
KIM KI HYUN (KR)
CHO JOONIL (KR)
Application Number:
PCT/KR2018/010305
Publication Date:
June 13, 2019
Filing Date:
September 04, 2018
Export Citation:
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Assignee:
LG CHEMICAL LTD (KR)
International Classes:
C08J3/24; C08F20/04; C08K5/00; C08K5/11; C08K5/1515
Foreign References:
JP2005021704A2005-01-27
KR20170125388A2017-11-14
KR101564526B12015-10-29
KR20170052901A2017-05-15
CN103619919A2014-03-05
US20110095227A12011-04-28
KR20020064953A2002-08-10
Other References:
"UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application", 2007, ELSEVIER
ODIAN: "Principle of Polymerization", 1981, WILEY, pages: 203
Attorney, Agent or Firm:
YOU ME PATENT AND LAW FIRM (KR)
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Claims:
【청구범위】

【청구항 1】

산성기의 적어도 일부가 중화된 .아크릴산계 단량체 및 내부 가교제가 가교중합된베이스수지(base resin)를형성하는단계;및

표면가교제 및다가금속염의 존재하에,상기 베이스수지를승은하여 상기 베이스수지에 대한표면개질을수행하는단계를포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의 중량비로포함하는고흡수성 수지의 제조방법.

【청구항 2]

제 1항에 있어서,

상기 제 1 내부 가교제는 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 핵산디올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트 및 펜타에리스톨 테트라아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을포함하는고흡수성 수지의 제조방법.

【청구항 3】

제 1항에 있어서,

상기 제 2내부가교제는에틸렌글리콜디글리시딜에테르(ethyleneglycol diglycidyl ether), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르 및 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법. 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

【청구항 4】

제 1항에 있어서,

상기 표면 가교제는 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 들리아민 화합물, 할로에폭시 화합물, 할로에폭시 화합물의 축합 산물, 옥사졸린 화합물류,및 알킬렌 카보네이트계 화합물로 이루어진군에서 선택된 1종이상을포함하는고흡수성 수지의 제조방법.

【청구항 5]

제 1항에 있어서,

상기 표면 개질 단계는 100 내지 2001:의 온도에서 20분 내지 60분 동안진행하는고듭수성 수지의 제조방법.

【청구항 6]

제 1항에 있어서,

상기 다가금속염은알루미늄염을포함하는고흡수성 수지의 제조방법. 【청구항 7】

제 1항에 있어서, '

상기 베이스수지의 형성 단계는

산성기의 적어도일부가중화된 아크릴산계 단량체,상기 제 1 및 제 2 내부 가교제, 그리고 중합 개시제를 포함하는 모노머 조성물을 중합하여 함수겔상중합체를형성하는단계;

상기 함수겔상중합체를건조하는단계;

상기 건조된중합체를분쇄하는단계;및

상기 분쇄된중합체를분급하는단계를포함하는,고흡수성 수지와제조 방법.

【청구항 8】 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체가 내부 가교제를 매개로가교중합된가교중합체를포함하는베이스수지;

상기 베이스 수지의 입자 표면에 형성되어 있고, 상기 가교 중합체가 표면가교제를매개로추가가교된표면가교층;및

상기 표면가교층상에 형성된다가금속염을포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의중량비로포함하는고흡수성 수지. 【청구항 9]

제 8항에 있어서, 상기 다가금속염은 알루미늄염을 포함하는 고흡수성 수지.

【청구항 10】

제 8항에 있어서,

상기 고흡수성 수지의 을 수도수 10 에 침지시켜 10분 동안 팽윤시킨 후, 50분 동안 여과지 상에서 방치하고 나서, 상기 고흡수성 수지로부터 베어나온 물의 중량으로 정의되는 재습윤 특성이 1.½ 이하인 고흡수성 수지.

Description:
【발명의 명칭】

고흡수성 수지 및 이의 제조방법

【기술분야】

관련출원 (들)과의 상호인용

본출원은 2017년 12월 8일자한국특허 출원제 10-2017-0168684호및

2018년 9월 3일자 한국 특허 출원 제 10-2018-0104572호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

본 발명은 향상된 재습윤 특성 및 우수한 흡수 특성을 나타내는 고흡수성 수지 및 이의 제조방법에 관한것이다.

【배경기술】

고를수성 수지 (Super Absorbent Polymer, SAP)란자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material)등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다.상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서,현재는어린이용종이기저귀나생리 대 등위생용품외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도유지제,및찜질용등의 재료로널리 사용되고있다.

가장많은경우에,이러한고흡수성 수지는기저귀나생리대 등위생재 분야에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 용도를 위해 수분 등에 대한 높은 흡수력을 나타낼 필요가 있고, 외부의 압력에도 흡수된 수분이 빠져 나오지 않아야 하며, 이에 더하여, 물을 흡수하여 부피 팽창 (팽윤)된 상태에서도 형태를잘유지하여 우수한통액성 (permeability)을나타낼필요가있다.

그런데, 상기 고흡수성 수지의 기본적인 흡수력 및 보수력을 나타내는 물성인 보수능 (CRC)과, 외부의 압력에도 흡수된 수분을 잘 보유하는 특성을 나타내는가압하흡수능 (AUP)은 함께 향상시키기 어려운 것으로 알려져 있다. 이는 고흡수성 수지의 전체적인 가교 밀도가 낮게 제어될 경우, 보수능은 상대적으로 높아질 수 있지만, 가교 구조가 성기게 되고 겔 강도가 낮아져 가압하흡수능은저하될수있기 때문이다.반대로,가교밀도를높게 제어하여 가압하흡수능을 향상시키는 경우, 빽빽한가교 구조사이로수분이 흡수되기 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

어려운상태로 되어 기본적인 보수능이 저하될 수 있다. 상술한 이유로 인해, 보수능 및 가압하흡수능이 함께 향상된 고흡수성 수지를 제공하는데 한계가 있다.

그러나, 최근 기저귀나 생리대 등과 같은 위생재의 박막화에 따라 고톱수성 수지에 보다높은톱수성능이 요구되고있다.이 중에서도,상반되는 물성인 보수능과 가압 듭수능의 동반 향상과 통액성의 개선 등이 중요한 과제로대두되고있다.

또한, 기저귀나 생리대 등의 위생재에는사용자의 무게에 의해 압력이 가해질 수 있다. 특히, 기저귀나 생리대 등의 위생재에 적용되는 고흡수성 수지가 액체를 흡수한 이후, 이에 사용자의 무게에 의한 압력이 가해지면 고흡수성 수지에 흡수된 일부 액체가다시 배어 나오는 재습윤 )현상과, 소변이 새는누출( 쇼즈용句현상이 발생할수있다.

따라서 , 이러한재습윤현상을억제하고자여러 가지 시도들이 진행되고 있다. 하지만 아직까지 재습윤 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 구체적인 방안이 제시되지 못하고있는실정이다.

【발명의 상세한설명】

【기술적 과제】

이에 본 발명은 보수능 및 가압 흡수능 등의 기본적인 흡수 특성이 우수하면서도 , 향상된 재습윤 특성을 나타내는 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법을제공하는것이다.

【기술적 해결방법】

본발명은산성기의 적어도 일부가중화된 아크릴산계 단량체 및 내부 가교제가가교중합된베이스 형성하는단계;및

표면가교제 및다가금속염의 존재하에,상기 베이스수지를승은하여 상기 베이스수지에 대한표면개질을수행하는단계를포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트겨ᅵ 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의 중량비로포함하는고흡수성 수지의 제조방법을제공한다.

본 발명은 또한,산성기의 적어도 일부가중화된 아크릴산계 단량체가 내부가교제를매개로가교중합된가교중합체를 포함하는베이스수지; 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

상기 베이스 수지의 입자 표면에 형성되어 있고, 상기 가교 중합체가 표면가교제를매개로추가가교된표면가교층;

상기 표면가교층상에 형성된다가금속염을포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의 중량비로포함하는고흡수성 수지를제공한다.

【발명의 효과】

본발명에 따르면,우수한제반흡수물성을나타내면서도 습윤현상 및소변누출현상이 억제된고흡수성 수지를제공할수있다.

【발명의 실시를위한형태】

발명은다양한변경을가할수있고여러 가지 형태를가질수있는바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다 .

이하, 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된고흡수성 수지 등에 대해상세히 설명한다. 발명의 일구현예에 따르면,

산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체 및 내부 가교제가 가교중합된베이스수지 0^ 6 11 )를형성하는단계;및

표면가교제 및다가금속염의 존재하에,상기 베이스수지를승은하여 상기 베이스수지에 대한표면개질을수행하는단계를포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의 중량비로포함하는고흡수성 수지의 제조방법이 제공된다.

이하의 명세서에서, "베이스 수지’’ 또는 "베이스 수자 분말”은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 대표적으로 아크릴산 및/또는 이의 염의 아크릴산계 단량체가 중합된 중합체를 건조, 분쇄 및 분급하여 입자여祖 句 또는 파우더 (powder) 형태로 만든 것으로, 후술하는 표면 개질 또는 표면 가교 단계를수행하지 않은상태의 중합체를의미한다.

아크릴산계 단량체의 중합 반응에 의해 수득되는 함수겔상 중합체는 건조, 분쇄, 분급, 표면 가교 등의 공정을 거쳐 분말상의 제품인 고흡수성 수지로시판된다.

최근들어 고흡수성 수지에서 흡수능,통액성과같은제반흡수물성뿐 아니라실제 기저귀가사용되는상황에서 표면의 건조 (dryness)상태가 얼마나 유지될수있는가가기저귀 특성을가늠하는중요한척도가되고있다.

본 발명자들의 계속적인 실험 결과, 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에 의해 수득되는고흡수성 수지는보수능,가압흡수능,통액성 등의 물성이 우수하여 우수한 제반 흡수 성능을 나타내며, 염수에 의해 팽윤된 후에도 건조한 상태가 유지되며 고흡수성 수지에 흡수된 소변이 다시 배어 나오는 재습윤 (rewet) 및 소변 누출 (leakage) 현상을 효과적으로 방지할 수 있음을 확인하여 발명의 완성에 이르게 되었다. 이는 특정 조합 및 조성의 내부 가교제를사용함에 따라, 베이스 수지 및 이를 포함한 고흡수성 수지의 내부 가교 구조가 최적화될 수 있고, 더 나아가 표면 가교시 다가 금속염을 사용함에 따라 표면 가교층의 가교 구조 및 겔 강도 역시 최적화되어, 고흡수성 수지가일단흡수한수분을외부의 압력 등에도불구하고잘보유할 수있기 때문으로보인다. 한편,일구현예의 고흡수성 수지의 제조방법에서,먼저 상기 고흡수성 수지의 원료 물질인 모노머 조성물은산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가중화된 아크릴산계 단량체, 상기 제 1 및 제 2 내부 가교제, 및 중합 개시제를 포함하는 모노머 조성물을 중합하여 함수겔상 중합체를 수득하고, 이를건조,분쇄,및분급하여 베이스수지 (base resin)를준비한다.

이에 대해하기에서 보다상세히 설명한다.

상기 고흡수성 수지의 원료 물질인 모노머 조성물은 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체 및 중합 개시제를 포함한다.

상기 아크릴산계 단량체는하기 화학식 1로표시되는화합물이다: 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

은불포화결합을포함하는탄소수 2내지 5의 알킬그룹이고,

수소원자, 1가또는 2가금속,암모늄기 또는유기 아민염이다. 바람직하게는, 상기 아크릴산계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 1가 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이상을포함한다.

여기서, 상기 아크릴산계 단량체는 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨,수산화칼륨,수산화암모늄등 같은 알킬리 물질로부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다. 이때, 상기 아크릴산계 단량체의 중화도는 40 내지 95 몰%, 또는 40 내지 80몰%, 또는 45 내지 75 몰%일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 조절될 수 있다. 그런데, 상기 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가석줄되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만아니라취급하기 곤란한탄성 고무와같은성질을나타낼수있다.

상기 아크릴산계 단량체의 농도는,상기 고흡수성 수지의 원료물질 및 용매를 포함하는 모노머 조성물에 대해 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 40 내지 50중량%로될수 있으며,중합시간및 반응조건 등을고려해 적절한 농도로 될 수 있다. 다만,상기 단량체의 농도가지나치게 낮아지면 고흡수성 수지의 수율이 낮고 경제성에 문제가 생길 수 있고, 반대로농도가 지나치게 높아지면단량체의 일부가석출되거나중합된함수겔상중합체의 분쇄 시 분쇄 효율이 낮게 나타나는 등 공정상 문제가 생길 수 있으며 고흡수성 수지의 물성이 저하될수있다.

상기 일 구현예의 고흡수성 수지 제조 방법에서 중합시 사용되는중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.

구체적으로,상기 중합개시제는중합방법에 따라열중합개시제 또는 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만 광중합 방법에 2019/112150 1»(:1/10公018/010305

의하더라도,자외선조사등의 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고,또한발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열중합개시제를포함할수도있다.

상기 광중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는화합물이면그구성의 한정이 없이사용될수있다.

상기 광중합 개시제로는 예를 들어 , 벤조인 에테르 (benzoin ether), 디알킬아세토페논 (dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤 (hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트 (phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈 (Benzyl

Dimethyl Ketal), 아실포스핀 (acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤 (tx- aminoketone)으로이루어진군에서 선택되는하나이상을사용할수있다.한편, 아실포스핀의 구체예로, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6 -트리메틸-벤조일- 트리메틸 포스핀 옥사이드 (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 'UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)’ pl l5에 잘명시되어 있으며,상술한예에 한정되지 않는다.

상기 광중합 개시제는 상기 모노머 조성물에 대하여 0.01 내지 1.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 광중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면고흡수성 수지의 분자량이 작고물성이불균일해질수있다.

또한, 상기 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨 (Sodium persulfate; Na 2 S 2 C> 8) ,과황산칼륨 (Potassium persulfate; ¾¾0 8) , 과황산암모늄 (Ammonium persulfate;(NH 4)2 S 20 s) 등이 있으며 , 아조 (Azo)계 개시제의 예로는 2, 2 -아조비스- (2 -아미디노프로판)이염산염 (2, 2-azobis(2- amidinopropane) dihydrochloride), 2, 2 -아조비스- (N, N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis-(N, N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴 (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2, 2 -아조비스 [2- ( 2 一이미다졸린- 2 -일)프로판] 디하이드로클로라이드 ( 2 , 2 -azobis[ 2 _( 2 -imidazolin- 2 - yl)propane] dihydrochloride), 4, 4 -아조비스- (4 -시아노발레릭 산) (4,4-azobis-(4- cyano valeric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명사되어 있으며, 상술한예에 한정되지 않는다.

발명의 일 구현예에 따르면, 상기 모노머 조성물은 고흡수성 수지의 원료 물질로서 내부 가교제를 포함한다. 이러한 내부 가교제는 아크릴산계 단량체가중합된중합체,즉,베이스수지의 내부를가교시키기 위한것으로서, 상기 중합체의 표면을가교시키기 위한표면가교제와구분된다.

특히,일구현예의 제조방법에서는,폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 및 폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 제 2 내부 가교제를 조합하여 사용하며, 이들제 1 내부가교제 :제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300,혹은 1 : 20내지 1 : 250,혹은 1 : 22내지 1 : 245,혹은 1 : 25내지 1 : 240의 중량비로 사용할 수 있다. 이로서, 상기 제조 방법으로부터 제조된 고흡수성 수지의 기본적인 흡수성, 예률들어,보수능 및 가압흡수능과,흡수 속도가 우수하게 유지되면서도, 재습윤 특성이 보다 향상될 수 있다. 만일, 상기 제 1 및 제 2 내부 가교제의 중량비 범위를 벗어나는 경우, 기본적인 흡수특성이 저하되거나,재습윤특성의 향상이 나타나지 않을수있다.

상기 제 1 내부가교제로는폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 화합물, 예를 들어, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 화합물을 사용할 수 있으며 , 이의 보다 구체적 d 예로는, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트,폴리 틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 핵산디올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트 및 펜타에라스톨 테트라아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을들수있다.

또, 상기 제 2 내부 가교제로는 다관능 에폭시기를 갖는 폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 화합물, 예를 들어, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 화합물을 사용할 수 있으며, 이의 보다 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 (etiyleneglycol diglycidyl ether), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르 또는 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르등의 다가에폭시계화합물을들수있다.

이들특정 내부가교제의 조합사용에 의해,고흡수성 수지의 내부가교 구조를보다최적화하여 통액성 및 재습윤특성을보다 향상시키면서도,흡수 특성을우수하게유지할수있다.

이들 제 1 및 제 2내부가교제는 이들의 함량을합하여,상기 모노머 조성물에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%의 농도로 포함되어, 중합된 고분자를 가교시킬수있다.

한편,상술한 일 구현예의 제조방법에서,상기 모노머 조성물은발포제, 및/또는기포안정제를더 포함할수있다.

상기 발포제는 중합시 발포가 일어나 함수겔 중합체 내 기공을 형성하여 표면적을 늘리는 역할을 한다. 상기 발포제는 탄산염을 사용할 수 있으며, 일례로 소디움 비카보네이트 (sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트 (sodium carbonate),포타슘비카보네이트 (potassium bicarbonate),포타슘 카보네이트 (potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트 (calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트 (calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트 (magnesiumbicarbonate) 또는마그네슘카보네이트 (magnesium carbonate)를사용할수있다.

또한,상기 발포제는상기 아크릴산계 단량체 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.2 중량부의 농도로 첨가될 수 있다. 상기 발포제의 사용량이 0.2 중량부를 초과할 경우에는 기공이 너무 많아져 고흡수성 수지와 겔 강도가 떨어지고 밀도가 작아져 유통과 보관에 문제를 초래할 수 있다. 또한, 상기 0.01중량부미만일경우에는발포제로서의 역할이 미미할수있다.

또한, 상기 기포 안정제는 발포제로 인하여 형성된 기포의 형태를 유지하면서 동시에 중합체 전 영역에 기포를균일하게분포시키는역할을하는 것으로중합체의 표면적을늘리는역할을한다.

상기 기포 안정제로는 음이온성 계면활성제를 사용할 수 있으며, 사용가능한 음이온성 계면활성제의 예로는, 소듐 도데실 설페이트 (sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트 (sodium stearate), 암모늄 라우릴 설페이트 (ammonium lauryl sulfate), 소디움 라우릴 에테르 설페이트 (sodium lauryl ether sulfate; SLES), 소디움 미레스 설페이트 (sodium myreth sulfate), 또는 이들과 유사한 알킬-에테르 설페이트계 화합물을 들 수 있다. 사용 가능한 음이온성 계면활성제가 이에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 소듐 도데실 설페이트 또는소둠스테아레이트를사용할수있다.

상기 음이온성 계면활성제는 상기 아크릴산계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01 중량부내지 0.05중량부의 농도로첨가될수 있다.상기 음이온성 계면활성제의 농도가지나치게 낮을 경우기포 안정제로서의 역할이 미미하여 흡수 속도 향상 효과를 달성하기 어렵고, 반대로 상기 농도가지나치게 높을 경우중합시 보수능및흡수속도가오히려 하락하여 바람직하지 않을수있다. 한편,상술한일구현예의 제조방법에서,상기 모노머 조성물은필요에 따라 증점제 (thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할수있다.

상술한 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체,광중합개시제, 열중합개시제,제 1 및 제 2내부가교제 및 첨가제와 같은 원료 물질은 용매에 용해된 모노머 조성물 용액의 형태로 준비될수있다.

이 때 사용할수 있는상기 용매는상술한성분들을용해할수 있으면 그구성의 한정이 없이사용될수있으며,예를들어 물,에탄올,에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4 -부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤,아세톤,메틸아밀케톤, 시클로핵사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 부틸로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트및 N,N-디메틸아세트아미드등에서 선택된 1종이상을 조합하여사용할수있다.

상기 용매는모노머 조성물의 총 함량에 대하여 상술한성분을제외한 잔량으로포함될수있다.

한편, 이와 같은 모노머 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔상 2019/112150 1 » (:1^1{2018/010305

중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열중합 및 광중합으로 나뉘며, 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더(노 )와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은일 예이며,발명이 상술한중합방법에 한정되지는않는다.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반축을 구비한 니더(] ½& (1버와 같은 반응기에, 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하여 열중합을 하여 얻어진 함수겔상 중합체는 반응기에 구비된 교반축의 형태에 따라, 반응기 배출구로 배출되는 함수겔상중합체는 수 센티미터 내지 수 밀리미터 형태일 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔상 중합체의 크기는 주입되는 모노머 조성물의 농도 및 주입속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있는데, 통상 중량 평균 입경이 2내지 50 1X1111인함수겔상중합체가얻어질수있다.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 광중합을진행하는경우,통상얻어지는함수겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상의 함수겔상 중합체일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도에 따라달라지나, 통상 0.5 내지 5 11 의 두께를 가진 시트 상의 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 조성물을 공급하는 것이 바람직하다. 시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 조성물을 공급하는 경우, 생산 효율이 낮아 바람직하지 않으며, 시트 상의 중합체 두께가 5 11 를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 두께로 인해, 중합 반응이 전 두께에 걸쳐 고르게 일어나지 않을수가있다.

이때 이와같은방법으로 얻어진 함수겔상중합체의 통상함수율은 40 내지 80 중량%일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율”은 전체 함수겔상 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔상 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은상온에서 180 ° C까지 온도를상승시킨 뒤 180 ° C에서 유지하는방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.

다음에,얻어진함수겔상중합체를건조하는단 를수행한다.

이때 필요에 따라서 상기 건조 단계의 효율을 높이기 위해 건조 전에 조분쇄하는단계를더 거칠수있다.

이때, 사용되는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나, 구체적으로, 수직형 절단기 (Vertical pulverizer),터보커터 (Turbo cutter),터보글라인더 (Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기 (Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기 (Cutter mill), 원판분쇄기 (Disc mill),조각파쇄기 (Shred crusher),파쇄기 (Crusher),초퍼 (chopper)및 원판식 절단기 (Disc cutter)로이루어진분쇄 기기 군에서 선택되는어느하나를 포함할수있으나,상술한예에 한정되지는않는다.

이때 분쇄 단계는 함수겔상 중합체의 입경이 2 내지 10_로 되도록 분쇄할수있다.

입경이 2mm미만으로분쇄하는것은함수겔상중합체의 높은함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상아 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 10mm초과로 분쇄하는 경우, 추후 이루어지는건조단계의 효율증대효과가미미하다.

상기와 같이 분쇄되거나, 혹은 분쇄 ' 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수겔상중합체에 대해 건조를수행한다.이때 상기 건조단계의 건조온도는

150 내지 250 ° C일 수 있다. 건조 온도가 150 ° C 미만인 경우, 건조 시간이 지나치게 길어지고최종형성되는고흡수성 수지의 물성이 저하될우려가있고, 건조온도가 250°C를 초과하는 경우, 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 추후 이루어지는분쇄 공정에서 미분이 발생할수도 있고, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서 바람직하게 상기 건조는 150내지 200°C의 온도에서, 더욱 바람직하게는 160 내지 180°C의 온도에서 진행될 수 있다.

한편, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여, 20 내지 90분 동안진행될수있으나,이에 한정되지는않는다.

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수겔상 중합체의 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. 이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 0.1내지 10중량%일수있다.

다음에, 이와같은건조단계를거쳐 얻어진 건조된 중합체를분쇄하는 단계를수행한다.

분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 150 내지 850/M 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 핀 밀 (pin mill),해머 밀 (hammer mill),스크류밀 (screw mill),롤밀 (roll mill), 디스크 밀 (disc mill)또는조그밀 (jog mill)등을사용할수있으나,상술한예에 발명이 한정되는것은아니다.

그리고, 이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급하는 별도의 과정을 거칠 수 있으며, 상기 중합체 분말을 입경 범위에 따라일정 중량비가되도록분급할수있다.

한편,상술한분급단계를거쳐 베이스수지를분말형태로얻은후에는, 표면 가교제의 존재 하에, 상기 베이스 수지를 승은하여 상기 베이스 수지에 대한표면개질을진행한다.

일반적인 고흡수성 수지의 제조방법에서,건조,분쇄 및 분급된 중합체, 즉 베이스 수지에 표면 가교제를 포함하는 표면 가교 용액을 혼합한 다음, 이들 혼합물에 열을 가하여 승온함으로써 상기 분쇄된 중합체에 대해 표면 가교반응을수행한다.

상기 표면가교단계는표면가교제의 존재 하에 상기 분쇄된중합체의 표면에 가교 반응을유도함으로써,보다향상된 물성을 갖는고흡수성 수지를 형성시키는 단계이다. 이러한 표면 가교를 통해 상기 분쇄 및 분급된 중합체 입자의 표면에는표면가교층 (표면개질층)이 형성된다.

일반적으로,표면가교제는베이스수지 입자의 표면에 도포되므로표면 가교 반응은 베이스 수지 입자의 표면 상에서 일어나며, 이는 입자 내부에는 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 입자의 표면 상에서의 가교 결합성은 개선시킨다. 따라서 표면 가교된 고흡수성 수지 입자는 베이스 수지 표면의 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

가교 중합체가 추가 가교되어 내부에서보다 표면 부근에서 더 높은 가교 결합도를갖는다.

한편,상기 표면 가교제로는베이스수지가갖는관능기와반응가 능한 화합물을 사용하며, 일례로 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 폴리아민 화합물, 할로에폭시 화합물, 할로에폭시 화합물의 축합 산물, 옥사졸린 화합물류,또는 알킬렌 카보네이트계 화합물등을 별다른 제한 없이 모두사용할수있다.

구체적으로, 다가 알코올계 화합물의 예로는 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 1,3 -프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 2, 3, 4 -트리메틸- 1,3- 펜탄디올, 폴리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2 -부텐- 1,4 -디올, 1,4- 부탄디올, 1,3 -부탄디올, 1,5 -펜탄디올, 1,6 -핵산디올, 및 1,2- 사이클로핵산디메탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다. .

또한, 다가 에폭시계 화합물로는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리시돌 등을 사용할 수 있으며, 폴리아민 화합물로는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌핵사민, 폴리에틸렌이민 및 폴리아미드폴리아민로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상을사용할수있다.

그리고 할로에폭시 화합물로는 에피클로로히드린, 에피브로모히드린 및 (X -메틸에피클로로히드린을 사용할 수 있다. · 한편, 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논화합물로는예를들어 2 -옥사졸리디논등을사용할수있다. 그리고, 알킬렌 카보네이트계 화합물로는 에틸렌 카보네이트 등을 사용할수 있다. 이들을각각단독으로사용하거나서로조합하여 사용할수도 있다.

상기 첨가되는 표면 가교제의 함량은 구체적으로 추가되는 표면 가교제의 종류나 반응 조건에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 통상 베이스 수지 100 중량부에 대해, 0.001 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 3 중량부,더욱바람직하게는 0.05내지 2중량부를사용할수있다.

표면 가교제의 함량이 지나치게 적으면, 표면 가교 반응이 거의 일어나지 않으며,중합체 100중량부에 대해, 5중량부를초과하는경우,과도한 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

표면 가교 반응의 진행으로 인해 보수능 등의 흡수 특성 저하가 나타날 수 있다.

상기 표면가교제 첨가시,추가로물을함께혼합하여 표면가교용액의 형태로 첨가할수 있다.물을 첨가하는 경우,표면 가교제가중합체에 골고루 분산될수 있는이점이 있다. 이때,추가되는물의 함량은표면 가교제의 고른 분산을유도하고 중합체 분말의 뭉침 현상을 방지함과동시에 표면 가교제의 표면침투깊이를최적화하기 위한목적으로중합체 100중량부에 대해, 1내지 10중량부의 비율로첨가되는것이 바람직하다.

한편,상술한표면가교단계(표면 개질 단계)는상기 표면가교제 외에 다가 금속염, 예를 들어, 알루미늄 염, 보다 구체적으로 알루미늄의 황산염, 칼륨염,암모늄염,나트륨염 및 염산염으로이루어진군에서 선택된 1종이상을 더사용하여 진행한다.

이러한 다가 금속염은 추가로 사용함에 따라, 일 구현예의 방법으로 제조된 고흡수성 수지의 겔 강도나 표면 가교층의 가교 구조를 최적화할 수 있다. 그 결과, 고흡수성 수지의 가압 흡수능 또는 통액성과, 재습윤 특성을 더욱향상시킬 수 있다. 이러한다가금속염은상기 표면 가교제와함께 표면 가교 용액에 첨가될 수 있으며, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 4중량부,혹은 0.05내지 1 중량부,혹은 0.1 내지 0.5중량부,혹은 0.15 내지 0.3중량부의 함량으로사용될수있다.

한편, 상기 베이스 수지, 및 표면 가교 용액의 혼합물에 열을 가하여 승온함으로써 상기 베이스수지에 대해표면개질단계를수행한다.

상기 표면 개질 단계는 표면 가교제의 종류에 따라 잘 알려진 조건 하에 진행할수있으며,예를들어, 100내지 200°(:의 온도에서 20분내지 60분 동안 진행할 수 있다. 보다 구체적인 일 예에서, 상기 표면 가교제가 다가 에폭시계 화합물인 경우, 120내지 180 °0 ,혹은 120내지 150 의 온도에서

10내지 50분,혹은 20내지 40분동안가열시킴으로써 수행할수있다.상기 표면 개질 단계의 온도가 1001: 미만이거나반응시간이 너무짧을경우표면 가교 반응이 제대로 일어나지 않아 투과도가 낮아질 수 있고, 200°(:를 초과하거나 반응 시간이 너무 길 경우 보수능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

표면 개질 반응을위한승온수단은특별히 한정되지 않는다. 열매체를 공급하거나, 열원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 이때, 사용 가능한 열매체의 종류로는스팀, 열풍,뜨거운 기름과 같은승은한유체 등을사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 공급되는 열매체의 온도는 열매체의 수단, 승온 속도 및 승온 목표 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 한편, 직접 공급되는 열원으로는 전기를 통한 가열, 가스를 통한가열방법을들수있으나,상술한예에 본발명이 한정되는것은아니다. 상술한 표면 개질 단계를 진행하면, 최종적으로 일 구현예의 방법에 따라 고흡수성 수지가 제조될 수 있다. 이러한 고흡수성 수지는 특정한 내부 가교제 조합을사용함에 따른 최적화된 내부 가교 구조를 가짐에 따라,보다 향상된 재습윤특성과,우수한보수능,가압흡수능및 흡수속도등을나타낼 수있다.

이렇게 제조된 고흡수성 수지는 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체가 내부 가교제를 매개로 가교 중합된 가교 중합체를 포함하는베이스수지;

상기 베이스 수지의 입자 표면에 형성되어 있고, 상기 가교 중합체가 표면가교제를매개로추가가교된표면가교층;

상기 표면가교층상에 형성된다가금속염을포함하고,

상기 내부 가교제는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 제 1 내부 가교제 :폴리올의 폴리글리시딜에테르계 제 2내부가교제를 1 : 20내지 1 : 300의 중량비로포함하는것으로될수있다.

이미상술한바와같이,표면가교사선택적으로 루미늄염 등의 다가 금속염 등을 사용함에 따라, 상기 고흡수성 수지는 표면 가교층 상에 형성된 다가금속염을 더 포함한다. 이러한 알루미늄 염 등 다가 금속염에 관해서는 이미 상술한바와같으므로,추가적인설명은생략한 다.

상기 고흡수성 수지는기본적으로우수한보수능,가압흡수능 흡수 속도등의 흡수특성을나타낼수있다.

예를들어,상기 고흡수성 수지는, EDANA법 \¥8 241.3에 따라측정한 보수능(01(:)이 26 ^이상,또는 27 §/ & 이상,또는 30 ^이상이면서, 40빕혼 이하,또는 38 ^이하,또는 35 ^이하의 범위를가질수있다. 또한, 상기 제조방법으로 제조된 고흡수성 수지는, EDANA 법 WSP 242.3에 따라측정한 0.7 psi의 가압흡수능 (AUP)이 8 g/g이상,또는 10 g/g이상, 또는 11 g/g 이상이면서, 30 g/g 이하, 또는 20 g/g 이하, 또는 17 g/g 이하의 범위를가질수있다.

또한, 상기 제조방법으로 제조된 고흡수성 수지는, EDANA 법 WSP

270.2의 방법에 따라 측정한 수가용 성분의 함량이 10 중량% 이하, 또는 8 중량% 이하, 또는 7 중량% 이하이면서, 0 중량% 이상, 또는 1 중량% 이상, 또는 3중량%이상일수있다.

그리고, 상기 제조방법으로 제조된 고흡수성 수지는, 흡수 속도 (vortex time)가 40초 이하, 또는 38초 이하, 또는 35초 이하일 수 있다. 상기 흡수 속도는그 값이 작을수록우수하여 상기 흡수속도의 하한은 이론상 0초이나, 일례로 5초이상,또는 10초이상,또는 15초이상일수있다.

상기 흡수 속도는 생리 식염수에 고흡수성 수지를 가하여 교반시켰을 때, 빠른 흡수에 의해 액체의 소용돌이 (vortex)가 없어지는 시간 (time, 단위: 초)을 의미하는 것으로서, 상기 시간이 짧을수록 고흡수성 수지가 빠른 초기 흡수속도를갖는것으로볼수있다.

한편,상술한고흡수성 수지는우수한흡수특성을 나타내면서도,보다 향상된 재습윤특성을나타낼수있다.보다구체적으로, 기 고흡수성 수지는 이의 lg을수도수 100g에 침지시켜 10분동안팽윤시킨후, 50분동안여과지 상에서 방치하고 나서, 상기 고흡수성 수지로부터 상기 여과지로 다시 베어나온 물의 중량으로 정의되는 재습윤 특성이 l.Og 이하, 혹은 0.9g 이하, 혹은 0.8g이하로될수 있고, O.lg이상,혹은 0.15g이상,혹은 0.25g이상으로 될수 있다.상기 재습윤특성의 측정시 사용되는수도수의 전기 전도도는 170 내지 180 y S/cm로될수있고,이러한전기 전도도는예를들어, Orion Star A222 (회사: Thermo Scientific)등의 전기 전도도측정 장치를사용해 측정할수 있다. 참고로, 수도수의 전기 전도도는 제품 물성에 영향이 크기 때문에 동등한 수준의 전기 전도도를갖는수도수를사용해서 재습윤측정해야한다.

상술한 고흡수성 수지는 우수한 흡수 특성을 가지며 다량의 소변을 흡수하였을경우에도우수한재습윤및소변누출 현상이 억제될수있다. 발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는발명을예시하는것일뿐,본발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는것은아니다. <실시예>

고흡수성 수지의 제조

비교예 1

교반기, 온도계를 장착한 3L 유리 용기에 아크릴산 470.5g, 내부 가교제인 PEGDA 400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 9000ppm, 광개시제 디페닐(2, 4, 6 -트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드 80ppm 을 첨가하여 용해시킨 후, 24.5% 수산화나트륨 용액 805.6g을 첨가하여 수용성 불포화 단량체 수용액을 제조하였다(중화도: 70몰%; 고형분 함량: 45 중량%). 상기 수용성 불포화 단량체 수용액의 온도가 중화열로 인해 45 ° C로 되면, 계면활성제인소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate) 250ppm를첨가하였다. 이후,상기 단량체수용액의 온도가 43°C로되면, SBC 0.15%및 SPS 0.12 %가 담겨 있는 용기에 담은 후, 1분간 자외선을 조사(조사량: 10mV/cm 2 )하여 UV중합을실시하고함수겔상중합체를수득하였 .수득한함수겔상중합체를 2mm * 2mm크기로분쇄한후,함수량을측정한결과 40.1%이었다.

얻어진 겔형 수지를 600^ 111 의 구멍 크기를 갖는 스테인레스 와이어 거즈 위에 약 30mm 두께로 펼쳐 놓고 180 ° C 열풍 오븐에서 30분 동안 건조하였다. 이렇게 얻어진 건조중합체를분쇄기를사용하여 분쇄하고, ASTM 규격의 표준 망체로 분급하여 150 내지 850 // m의 입자 크기를 갖는 베이스 수지를얻었다.

상기 베이스 수지 100 중량부에 표면 가교제로서 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에스테르 (EJ1030S) 0.02 중량부, 물 8 중량부, 메탄올 5 중량부, 환원제로서 Sodium metabisulfite (Na 2 S 20 s) 0.05 중량부 및 황산알루마늄 0.2 중량부를 포함하는 표면 가교 용액을 분사하여 혼합하고 이를 교반기와 이중 자켓으로 이루어진 용기에 넣어 140 ° C에서 30분간 표면 가교 반응을 진행하였다.이후표면처리된분말을 ASTM규격의 표준망체로분급하여 150 내지 850_의 입자크기를갖는고흡수성 수지 분말을얻었다. 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

실시예 1

수용성 불포화 단량체 수용액에 내부 가교제로서,

400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 6卽1)111 및 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(없1030) 250卽1)111(제 1내부가교제 :제 2내부가교제 = 1 : 41.7)을함께 포함시킨 것을제외하고는비교예 1과동일한방법으로고흡수성 수지 분말을얻었다. 실시예 2

수용성 불포화 단량체 수용액에 내부 가교제로서,

400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 30 ??111 및 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(財1030) 270¾>1)111(제 1내부가교제 :제 2내부가교제 = 1 : 90)을 함께 포함시킨 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 분말을얻었다. 실시예 3

수용성 불포화 단량체 수용액에 내부 가교제로서, £00쇼 400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 10 !)111 및 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(없1030) 270(切. 1 )111(제 1 내부가교제 :제 2내부가교제 = 1 : 27)을 함께 포함시킨 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 분말을얻었다. 실시예 4

수용성 불포화 단량체 수용액에 내부 가교제로서, 400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 \0ppm 및 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르(없1030) 240卽!)111(제 1내부가교제 :제 2내부가교제 = 1 : 240)을 함께 포함시킨 것을제외하고는비교예 1과동일한방법으로 고흡수성 수지 분말을얻었다. 비교예 2 수용성 불포화 단량체 수용액에 내부 가교제로서, PEGDA

400(폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 400)의 4000ppm 및 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 (EJ1030) 1500ppm (제 1 내부가교제 : 제 2내부가교제 = 2.7 : 1)을 함께 포함시킨 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지 분말을얻었다. 비교예 3

표면 가교 용액의 제조시에, 황산알루미늄을 사용하지 않은 것을 제외하고는실시예 1과동일한방법으로고흡수성 수지 분말을얻었다.

<실험예>

상기 실시예들및비교예들에서 제조한고흡수성 수지에 대하여,다음과 같은방법으로물성을평가하였다.

다르게 표기하지 않는 한, 하기 물성 평가는 모두 상온 (25 에서 진행하였고, 생리식염수 또는 염수는 0.9 중량% 염화나트륨 (NaCl) 수용액을 의미한다.

(1)원심분리 보수능 (CRC: CentrifUge Retention Capacity)

각수지의 무하중하흡수배율에 의한보수능을 EDANA WSP 241.3에 따라측정하였다.

구체적으로, 고톱수성 수지 Wo(g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉 (seal)한후,상온에서 생리식염수 (0.9중량%)에 침수시켰다. 30분 경과후, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W 2( g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 을 측정하였다. 얻어진 각 질량을이용하여 다음과같은식에 따라 CRC(g/g)를산출하였다.

[수학식 1]

CRC (g/g) = {[W 2( g) - W !( g)]/Wo(g)} - 1

(2)가압흡수능 (AUP)

각 수지의 0.3 psi의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 2019/112150 1»(:1^1{2018/010305

측정하였다.

구체적으로,내경 25 _의 플라스틱의 원통바닥에 스테인레스제 400 철망을 장착시켰다. 상온 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 고흡수성 수지 ( (0.9 을 균일하게 살포하고, 그 위에 0.7 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 25 111111 보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고 상하 움직임이 방해받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 3 ( 을측정하였다.

직경 150 111111의 페트로 접시의 내측에 직경 90111111 및 두께 5111111의 유리 필터를두고, 0.9중량%염화나트륨으로구성된생리식염수를 리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90_의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정 장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1시간 동안

얻아진 각 질량을 이용하여 다음 식에 따라 가압 흡수능 푀을 산출하였다.

[수학식 2]

사 = [\¥ 4 ( - 3 (맸]/\¥ 0 (푀

준하여 초단위로측정하였다.

수지를 넣고,마그네틱 바(직경 8 1111X1, 길이 30 111111)를 600 !!!으로교반하여 와류沙 0 幻가사라질때까지의 시간을초단위로측정하여 산출되었다. (4)수가용성분

수가용성분은 EDANA법 \VSP 270.2의 방법에 따라측정하였다.

(5)무가압수도수단기 재습윤(11떠

이하의 방법으로단기 재습윤특성을측정하였다.아러한재습윤특성 측정시, 수도수로는 전기 전도도가 170 내지 180 요/다!!인 것을 사용하였다. 이러한 전기 전도도는 Orion Star A222(회사: Thermo Scientific)^ 전기 전도도 측정 장치를사용해측정하였다.

① 컵(윗부분 직경 7cm, 아래 직경 5cm, 높이 8cm, 부피 192ml)에 고흡수성 수지 lg을넣고수도수(tap water) 100g을부은후팽윤시켰다.

② 수도수를 부은 시점으로부터 10분 뒤에 여과지 (제조사: Whatman, catalog No. 1004-110, pore size 20-25(jm,지름 11cm) 5장위에 팽윤된고톱수성 수지가담긴컵을뒤집어 놓았다.

③ 수도수를 부은 시점으로부터 60분 뒤에 컵과 고톱수성 수지를 제거하고필터페이퍼에 묻은수도수의 양(단위 : 을측정하였다. 상기 실시예들과비교예들에 관한물성값을하기 표 1에 기재하였다.

【표 1】

표 1을 참조하면,실시예 1 내지 3은 비교예 1 및 2와 비교하여, 동등 수준이상의 보수능,가압흡수능및흡수속도를나타내었으 ,비교예에 비해, 수도수에 대한 재습윤량이 매우 적어 개선된 재습윤 특성을 나타냄을 확인하였다.

또한 , 비교예 3 은실시예 }에서 다가금속염(황산알루미늄)을사용하지 않고 제조된 고흡수성 수지에 대한 것으로, 실시예에 비해 가압 흡수능 및 재습윤특성이 열악한것으로확인되었다.